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引领未来趋势领袖:新型仿生材料

http://www.sina.com.cn  2008年01月04日 00:14  新浪科技

  新型材料层出不穷

引领未来趋势领袖:新型仿生材料
  出现破损时,这个塑料立方体可以从毛细管网络中释放出具有修复作用的化学药剂,能够对同一个部位重复修复7次之多。

  科学家们从自然界汲取灵感,创造出新的磁性物质。

  不小心切破了手指,在我们去找创可贴之前,人体就开始修补伤口了。合成材料也可以拥有类似的自我修复能力,这多亏了美国伊利诺伊大学香槟分校的南希·R·索托斯(Nancy R. Sottos)、斯科特·R·怀特(Scott R. White)和他们的同事所作的努力。他们研制出一种自修复塑料,含有一个三维毛细管网络,管中充满有修复作用的化学药剂。当材料破损时,药剂就渗漏出来,在同时漏出的一种催化剂颗粒的作用下凝固。这个小组以前研制的自修复材料中,药剂被分开存储在一个个小隔间里,每个部位只能自行修复一次。改进后研制成功的新材料能对同一部位的小破损自行修复多达7次。

  科学家们还试图模仿天然器官的另一个特点——自装配性。法国巴黎高等理工化工大学(City of Paris Industrial Physics and Chemistry Higher Education Institution)的伯努瓦·罗曼(Benot Roman)和若泽·比科(JoséBico),利用蒸发时水滴的表面张力,折叠出超小型的六面体、棱锥体和其他结构。他们用来折叠的“纸张”是从一种弹性聚合物上裁剪下来的,长宽约1毫米,厚仅为40微米到80微米。由于表面张力与尺寸成正比,在用更薄的聚合物自装配成微米或纳米尺度的物体这一方面,这种技术也许会非常有效。

  近来,塑料和有机材料电子元器件越来越常见,但磁性材料并不多见。现在,加拿大英属哥伦比亚省维多利亚大学的罗宾·G·希克斯(Robin G. Hicks)和加拿大安大略省温莎大学(University of Windsor)的拉伊沙潘·然(Rajsapan Jain)及其合作者,制造出了一类新的磁体,由镍与多种有机化合物混合而成。这种黑色粉状物质在200℃时仍能保持磁性。研究人员的最终目标是制造出磁性有机化合物。这种材料能够轻而易举地制成薄膜,或者其他对电子工业有用的形状。

  人们曾经认为,只有在接近绝对零度的超低温下,才能观察到物质的一种奇异状态——玻色-爱因斯坦凝聚态(Bose-Einstein condensate)。处于这种状态时,大量粒子凝聚在一起,表现得像一个超级粒子。德国明斯特大学的谢尔盖·德莫克里托夫(Sergej Demokritov)及其同事,率先在室温下实现了这种凝聚态。得莫克里托夫在研究中使用的是体积很小、寿命很短的磁能量包,这些磁振子(magnon)是钇铁石榴石薄膜受到微波照射时产生的。磁振子的质量比原子小得多,因此可以在高得多的温度下形成玻色-爱因斯坦凝聚态。

  撰文/格雷厄姆·P·柯林斯(Graham P. Collins)、

  查尔斯·Q·蔡(Charles Q. Choi)

  译/王栋 校/罗绮、虞骏

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